32科學(xué)探究彈力第2課時(shí)課件高一上學(xué)期物理

第2節(jié)科學(xué)探究：彈力第2課時(shí)第三章

相互作用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能完成實(shí)驗(yàn)“探究彈簧彈力的大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系”。2.掌握胡克定律，并能用胡克定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。彈簧彈力的大小與形變量有什么關(guān)系呢？提出問(wèn)題彈簧的伸長(zhǎng)量或縮短量越大，彈簧的彈力越大大膽猜想彈簧彈力的大小與彈簧的形變量成正比設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：探究彈簧彈力的大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系胡克定律1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)探究彈簧彈力的大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系。(2)了解彈簧測(cè)力計(jì)的工作原理。2.實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)、帶掛鉤的彈簧、鉤碼、

3.實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)(1)將已知質(zhì)量的鉤碼懸掛于彈簧上，由二力平衡可知，彈簧對(duì)鉤碼的彈力大小

鉤碼所受重力的大小。F=G(2)通過(guò)改變懸掛的鉤碼

來(lái)改變彈簧彈力的大小，測(cè)出彈簧未掛鉤碼時(shí)的

及掛鉤碼后的長(zhǎng)度，可得出掛不同數(shù)量鉤碼情況下彈簧的

。(3)由此可進(jìn)一步得出彈簧彈力的大小與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。等于個(gè)數(shù)長(zhǎng)度(彈簧原長(zhǎng))伸長(zhǎng)量4.實(shí)驗(yàn)步驟(1)安裝實(shí)驗(yàn)裝置。(2)用刻度尺測(cè)量彈簧原長(zhǎng)。(3)在彈簧掛鉤上依次掛不同數(shù)量的鉤碼，并分別記下實(shí)驗(yàn)所掛鉤碼的總質(zhì)量及彈簧長(zhǎng)度。次數(shù)12345鉤碼質(zhì)量m/g

彈簧彈力F/N

彈簧長(zhǎng)度l/cm

彈簧伸長(zhǎng)量x/cm

0010.9501.8512.800.5501001.014.653.705.6016.551.51502002.018.407.455.數(shù)據(jù)分析(1)將數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果填入表中。

彈簧彈力的大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系(2)在坐標(biāo)紙上作出彈簧彈力大小隨伸長(zhǎng)量變化的圖像，并進(jìn)行分析討論。彈簧彈力F(N)00.51.01.52.0彈簧形變量x(cm)01.853.705.607.45F/Nx/cm0×××××0.51.02.01.52.53.0123456786.實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)彈簧的彈力隨伸長(zhǎng)量的增大而

。(2)在誤差允許范圍內(nèi)，彈簧的彈力大小與

成正比。增大伸長(zhǎng)量用F表示用x表示(1)盡量選輕質(zhì)彈簧以減小彈簧

帶來(lái)的影響。(2)實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，避免

。(3)測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)區(qū)別彈簧原長(zhǎng)l0、實(shí)際長(zhǎng)度l及形變量x三者之間的不同，明確三者之間的關(guān)系。為了減小彈簧自身重力帶來(lái)的影響，測(cè)彈簧原長(zhǎng)時(shí)應(yīng)讓彈簧在

時(shí)保持自由下垂?fàn)顟B(tài)，而不是平放在水平面上處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)。7.注意事項(xiàng)自身重力超出彈簧的彈性限度不掛鉤碼(4)記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈簧的彈力及形變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位。(5)描點(diǎn)作圖時(shí)，應(yīng)使盡量多的點(diǎn)落在畫(huà)出的線上，可允許少數(shù)點(diǎn)均勻分布于線兩側(cè)，偏離太大的點(diǎn)應(yīng)舍去，描出的線不應(yīng)是折線，而應(yīng)是平滑的曲線或直線。在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中。(1)下列實(shí)驗(yàn)步驟是甲同學(xué)準(zhǔn)備完成的，請(qǐng)你幫他按正確操作的先后順序，將各步驟前的字母寫(xiě)在橫線上

。A.以彈簧伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo)，以彈力大小為縱坐標(biāo)，描出各組數(shù)據(jù)(x，F(xiàn))對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來(lái)；B.將鐵架臺(tái)固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；C.記下彈簧不掛鉤碼時(shí)，其下端對(duì)應(yīng)的刻度l0；D.依次在彈簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、…、n個(gè)鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時(shí)，彈簧下端所對(duì)應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；E.以彈簧伸長(zhǎng)量為自變量，寫(xiě)出彈力的大小與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系式；F.解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。BCDAEF(2)乙同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)l0，再把彈簧豎直懸掛起來(lái)，掛上鉤碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度L，把(L－l0)作為彈簧的伸長(zhǎng)量x，由于彈簧自身重力的影響，這樣操作最后畫(huà)出的圖線可能是____。C(3)如圖是丙同學(xué)按正確步驟完成實(shí)驗(yàn)并畫(huà)出彈簧彈力的大小和彈簧形變量的關(guān)系圖線。寫(xiě)出該圖線的函數(shù)表達(dá)式：____________。F＝0.43x(N)如圖所示，你能根據(jù)圖像求出表達(dá)式F＝kx中的比例系數(shù)k嗎？它是什么物理量？F＝kx斜率3.503.002.502.001.501.000.50

（0，0）（13.6，3.5）

k為彈簧的勁度系數(shù)胡克英國(guó)科學(xué)家（1635——1703）胡克定律1.內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F的大小跟

成正比，即F＝

。2.勁度系數(shù)：式中的比例系數(shù)k稱(chēng)為彈簧的

，單位是

，符號(hào)是

，是表示彈簧“軟”“硬”程度的物理量。3.勁度系數(shù)與彈性體的

、

等因素有關(guān)。彈簧伸長(zhǎng)(或壓縮)的長(zhǎng)度xkx勁度系數(shù)N/m形狀材料牛頓每米1.彈簧的形變量越大，彈力就會(huì)越大，若將彈簧拉得很長(zhǎng)甚至拉直，還能用胡克定律計(jì)算嗎？不能。超出了彈簧的彈性限度，不能再用胡克定律計(jì)算了。2.生活中說(shuō)有的彈簧“硬”，有的彈簧“軟”，指的就是它們的勁度系數(shù)不同。那彈簧的勁度系數(shù)跟哪些因素有關(guān)呢？彈簧的勁度系數(shù)k只與彈簧本身有關(guān)，由彈簧本身的材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)、匝數(shù)等因素決定，它反應(yīng)了彈簧的軟硬程度，與彈力F的大小和形變量x無(wú)關(guān)。例題：如圖所示，一根輕彈簧長(zhǎng)度由原來(lái)的5.00cm伸長(zhǎng)為6.00cm時(shí)，手受到的彈力為10.0N。那么，當(dāng)這根彈簧伸長(zhǎng)到6.20cm時(shí)（在彈性限度內(nèi)），手受到的彈力有多大？

C.彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的性質(zhì)決定的，與彈力F的大小和彈簧

形變量x的大小無(wú)關(guān)D.彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)單位長(zhǎng)度時(shí)彈力的數(shù)值A(chǔ)CD2.由實(shí)驗(yàn)測(cè)得某彈簧所受彈力F和彈簧的長(zhǎng)度x的關(guān)系圖像如圖所示，求：(1)該彈簧的原長(zhǎng)；答案(1)6cm(2)1000N/m(2)該彈簧的勁度系數(shù)。3.用如圖甲所示的裝置來(lái)探究胡克定律。輕質(zhì)彈簧的左端與固定在墻上的拉力傳感器連接，右端在水平拉力F的作用下從原長(zhǎng)開(kāi)始沿水平方向緩慢伸長(zhǎng)，彈簧與水平面不接觸，通過(guò)刻度尺可以讀出彈簧的伸長(zhǎng)量x，通過(guò)